JP2010025787A

JP2010025787A - Antenna measuring system and method

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Publication number: JP2010025787A
Application number: JP2008188198A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Okano; 由樹岡野; Keizo Cho; 敬三長; Tetsuro Imai; 哲朗今井; Koshiro Kitao; 光司郎北尾; Daisuke Kurita; 大輔栗田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-22
Also published as: JP5667742B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna measuring system and a method, capable of simulating a multichannel wave environment by using a simpler configuration. <P>SOLUTION: The antenna measuring system includes: equipment to be measured 1; a plurality of measuring antennas 3 which are positioned on a circle centering on the equipment to be measured 1 and include a pair of measuring antennas 3a, 3b having the central angle of 45° or less; a switching device 5 which chooses two or more measuring antennas to be used simultaneously among the measuring antennas 3; and an amplitude phase control device 4 which outputs signals being mutually non-correlated to respective chosen measuring antennas via the switching device 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、アンテナの性能を評価するためのアンテナ測定システム及び方法に関する。 The present invention relates to an antenna measurement system and method for evaluating antenna performance.

一般に、移動通信用アンテナの性能評価は、電波暗室における放射指向性を測定することにより行われる。放射指向性の測定をするには、まず、被測定アンテナ１を図１９に示すように回転台２上に設置する。そして、その被測定アンテナ１’を回転させて、各角度ごとに、外部信号源から電気信号が供給される対向アンテナ３’から、その電気信号に対応する電波を被測定アンテナ１’に向けて放射する。そして、各角度ごとに、被測定アンテナ１’の受信電力を測定する。このようにして、放射指向性の測定が実現される。 In general, performance evaluation of a mobile communication antenna is performed by measuring radiation directivity in an anechoic chamber. In order to measure the radiation directivity, first, the antenna 1 to be measured is placed on the turntable 2 as shown in FIG. Then, by rotating the antenna 1 ′ to be measured, the radio wave corresponding to the electric signal is directed toward the antenna 1 ′ to be measured from the opposing antenna 3 ′ to which the electric signal is supplied from the external signal source at each angle. Radiate. Then, the received power of the antenna to be measured 1 'is measured for each angle. In this way, measurement of radiation directivity is realized.

特に、携帯端末については、アンテナを含む総合無線性能評価として、擬似基地局装置を用いて実際に動作する携帯端末から放射される電力を全空間で測定する全空間放射電力測定と、各方向からの到来波に対する受信感度を全空間で測定する全空間受信感度測定の２つが規定されている（例えば、非特許文献１参照。）。こうした測定システムおよび測定方法では、アンテナの放射指向性や携帯端末の全空間に対する送受信性能を評価することが可能である。 In particular, for mobile terminals, as a comprehensive radio performance evaluation including antennas, all-space radiated power measurement that measures the power radiated from a mobile terminal that actually operates using a pseudo base station device in all spaces, and from each direction There are two standards for measuring the reception sensitivity for all incoming waves, which measure the reception sensitivity for the entire space (see, for example, Non-Patent Document 1). With such a measurement system and measurement method, it is possible to evaluate the radiation directivity of the antenna and the transmission / reception performance for the entire space of the mobile terminal.

しかしながら、２つ以上のアンテナを構成要素とする受信ダイバーシティ用やＭＩＭＯ伝送用のマルチアンテナについては、各アンテナの放射指向性ならびに全空間に対する送受信性能に加えて、アンテナ間の空間相関を考慮する必要がある。したがって、実際の多重波環境を模擬した環境において、アンテナおよび携帯端末の性能評価を行う必要がある。 However, for reception diversity and MIMO transmission multi-antennas with two or more antenna elements, it is necessary to consider the spatial correlation between the antennas in addition to the radiation directivity of each antenna and the transmission / reception performance for the entire space. There is. Therefore, it is necessary to evaluate the performance of the antenna and the mobile terminal in an environment simulating an actual multiwave environment.

従来、多重波環境を模擬するアンテナ測定システムとして例えば特許文献１に記載されたアンテナ測定システムがある（例えば、特許文献１参照。）。
このアンテナ測定装置は、図２０に示すように、円周上に等間隔に配置した複数のアンテナ１０２ａ〜１０２ｇからそれぞれ放射される電波の振幅と位相を制御することにより、それらの電波によって円の中心部付近に構成される多重波環境の性質を制御するものである。このとき、円の中心部付近にダイバーシチアンテナ等の被測定アンテナ１１０を配置することによって実使用環境中の性能評価を可能としている。
CTIA Test Plan for Mobile Station OTA Performance Revision 2.1 特開２００５−２２７２１３号公報 Conventionally, as an antenna measurement system that simulates a multiwave environment, for example, there is an antenna measurement system described in Patent Document 1 (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 20, this antenna measuring apparatus controls the amplitude and phase of radio waves radiated from a plurality of antennas 102a to 102g arranged at equal intervals on the circumference, so that those radio waves It controls the nature of the multi-wave environment constructed near the center. At this time, it is possible to evaluate the performance in the actual use environment by arranging the antenna to be measured 110 such as a diversity antenna near the center of the circle.
CTIA Test Plan for Mobile Station OTA Performance Revision 2.1 JP 2005-227213 A

特許文献１のアンテナ評価装置においては、振幅及び位相を制御する必要がある信号の数は、アンテナ１０２ａ〜１０２ｇの総数と同じである。このため、図２１に示すように、アンテナ１０２ａ〜１０２ｇと同数の減衰器２０１ａ−２０７ａ及び位相器２０８ａ−２１４ａを設けており、これらの減衰器２１０ａ−２０７ａ及び位相器２０８ａ−２１４ａを用いて、各アンテナ１０２ａ〜１０２ｇごとに振幅及び位相を制御していた。この点、特許文献１のアンテナ評価装置はその構成が簡易であるとは言えない。 In the antenna evaluation apparatus of Patent Document 1, the number of signals that need to be controlled in amplitude and phase is the same as the total number of antennas 102a to 102g. For this reason, as shown in FIG. 21, the same number of attenuators 201a-207a and phase shifters 208a-214a as antennas 102a-102g are provided, and these attenuators 210a-207a and phase shifters 208a-214a are used. The amplitude and phase were controlled for each of the antennas 102a to 102g. In this regard, it cannot be said that the antenna evaluation apparatus of Patent Document 1 has a simple configuration.

この発明は、より簡易な構成で多重波環境を模擬することが可能なアンテナ測定システム及び方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an antenna measurement system and method capable of simulating a multi-wave environment with a simpler configuration.

この発明によるアンテナ測定システムは、被測定機器と、被測定機器を中心とする円周上に位置し４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを含む複数の測定用アンテナと、測定用アンテナから同時に用いる２以上の測定用アンテナを選択する切替装置と、各選択された測定用アンテナに互いに無相関な信号を切替装置を介して出力する振幅位相制御装置とを含む。 An antenna measurement system according to the present invention includes a device under measurement, a plurality of antennas for measurement including a pair of antennas for measurement located on a circumference centered on the device under measurement and having a central angle of 45 ° or less, And a switching device that selects two or more measurement antennas to be used simultaneously from the antenna, and an amplitude and phase control device that outputs uncorrelated signals to the selected measurement antennas via the switching device.

この発明によるアンテナ測定方法は、被測定機器を中心とする円周上に位置し４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを含む複数の測定用アンテナから同時に用いる２以上の測定用アンテナを選択する切替ステップと、各選択された測定用アンテナに互いに無相関な信号を切替装置を介して出力する振幅位相制御ステップとを含む。 The antenna measurement method according to the present invention comprises two or more measurement antennas used simultaneously from a plurality of measurement antennas including a pair of measurement antennas located on a circumference centering on the device under test and having a central angle of 45 ° or less. And a switching step for outputting a signal uncorrelated to each selected measurement antenna via the switching device.

複数の測定用アンテナの中から同時に用いる測定用アンテナを切替装置で選択することにより、振幅及び位相を制御する必要がある信号の数を、測定用アンテナの総数よりも少なくすることができる。また、測定用アンテナに供給する信号は互いに無相関な信号でよい。したがって、所望の多重波伝搬環境を模擬することができるアンテナ測定システム及び方法を、より簡易に構成することができる。 By selecting a measurement antenna to be used simultaneously from a plurality of measurement antennas with the switching device, the number of signals that need to be controlled in amplitude and phase can be made smaller than the total number of measurement antennas. The signals supplied to the measurement antennas may be uncorrelated signals. Therefore, an antenna measurement system and method that can simulate a desired multiwave propagation environment can be configured more simply.

［第一実施形態］
図１を参照して、第一実施形態によるアンテナ測定システム及び方法を説明する。
この発明によるアンテナ測定システム及び方法による測定の対象となる機器である被測定機器１は、例えば２つ以上のアンテナ素子を備える携帯電話等の携帯端末である。この例では、被測定機器１は、回転台２の上に配置される。 [First embodiment]
The antenna measurement system and method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
A device under test 1 which is a device to be measured by the antenna measurement system and method according to the present invention is a mobile terminal such as a mobile phone provided with two or more antenna elements. In this example, the device under measurement 1 is disposed on the turntable 2.

回転台２は、予め定められた回転軸を有し、載せられたものを回転軸周りに回転させることが可能である。この例では、回転軸は地面に対して垂直である。したがって、回転台２は、回転台２の上に配置された被測定機器１を水平面で回転させることができる。回転台２を用いることにより、様々な角度におけるアンテナの測定を容易にすることができる。 The turntable 2 has a predetermined rotation axis, and can rotate the mounted one around the rotation axis. In this example, the rotation axis is perpendicular to the ground. Therefore, the turntable 2 can rotate the device under test 1 arranged on the turntable 2 in a horizontal plane. By using the turntable 2, antenna measurement at various angles can be facilitated.

複数の測定用アンテナ３は、被測定機器１を中心とする円周上に配置される。例えば、被測定機器１と各測定用アンテナ３との距離は５波長とされる。複数の測定用アンテナ３は、被測定機器１とほぼ同じ高さに、すなわち水平面に対して垂直方向において被測定機器１とほぼ同じ位置に配置される。 The plurality of measurement antennas 3 are arranged on a circumference centered on the device under measurement 1. For example, the distance between the device under test 1 and each measurement antenna 3 is 5 wavelengths. The plurality of measurement antennas 3 are arranged at substantially the same height as the device under measurement 1, that is, at substantially the same position as the device under measurement 1 in the direction perpendicular to the horizontal plane.

携帯電話をはじめとする陸上移動通信システムでは、図２に示すように、基地局からの電波は、携帯端末を座標の中心として、水平面（ｘｙ平面）内の偏角φ、及び、ｚ軸を含む垂直面内の偏角θが異なる様々な角度から到来し、その到来波の方向や分布、広がりは端末周辺の環境、つまり周辺散乱体の配置に依存する。したがって、実際の伝搬環境における携帯端末の性能を評価するためには、これらの伝搬環境を柔軟に考慮する必要がある。このために、図１に例示するように、被測定機器１の周辺に複数の測定用アンテナ３を配置しているのである。 In land mobile communication systems such as mobile phones, as shown in FIG. 2, the radio waves from the base station have the angle φ in the horizontal plane (xy plane) and the z-axis with the mobile terminal as the center of coordinates. The directions θ, the distribution, and the spread of the arriving wave depend on the environment around the terminal, that is, the arrangement of the peripheral scatterers. Therefore, in order to evaluate the performance of the mobile terminal in an actual propagation environment, it is necessary to flexibly consider these propagation environments. For this purpose, as illustrated in FIG. 1, a plurality of measurement antennas 3 are arranged around the device under measurement 1.

複数の測定用アンテナ３は、互いに４５°以下の中心角をなす測定用アンテナ３ａ，３ｂのペアを少なくとも含む。被測定機器１と、測定用アンテナ３ａ，３ｂのペアとは、それぞれ二等辺三角形の頂点の位置に配置される。すなわち、この測定用アンテナ３ａ，３ｂのペアは、被測定機器１を二等辺三角形の頂角の点の位置に配置したときに、その二等辺三角形の底角の位置にそれぞれ配置される。そして、この二等辺三角形の頂角の角度Θが、４５°以下になる。この例では、測定用アンテナ３ａ，３ｂのみならず、各測定用アンテナ３が互いに隣接する測定用アンテナと４５°以下の中心角をなすように、測定用アンテナ３が配置される。 The plurality of measurement antennas 3 include at least a pair of measurement antennas 3a and 3b having a central angle of 45 ° or less. The device under test 1 and the pair of measurement antennas 3a and 3b are respectively arranged at the vertices of an isosceles triangle. That is, the pair of measurement antennas 3a and 3b is arranged at the base angle position of the isosceles triangle when the device under test 1 is arranged at the apex point of the isosceles triangle. And the angle Θ of the apex angle of this isosceles triangle is 45 ° or less. In this example, not only the measurement antennas 3a and 3b but also the measurement antennas 3 are arranged so that each measurement antenna 3 forms a central angle of 45 ° or less with the measurement antennas adjacent to each other.

振幅位相制御装置４は、複数の互いに無相関な信号を生成して、切替装置５に送る。互いに無相関な信号は、少なくとも同時に用いる２以上の測定用アンテナ３の数だけあれば足り、必ずしも測定用アンテナ３の総数だけある必要はない。ここで、２つの信号が無相関であるとは、２つの信号の相関係数が十分０に近いことを意味する。 The amplitude / phase control device 4 generates a plurality of uncorrelated signals and sends them to the switching device 5. Signals that are uncorrelated with each other need only be at least the number of two or more measurement antennas 3 that are used at the same time, and need not necessarily be the total number of measurement antennas 3. Here, the fact that the two signals are uncorrelated means that the correlation coefficient of the two signals is sufficiently close to zero.

切替装置５は、同時に用いる２以上の測定用アンテナ３を選択して、これらの選択された測定用アンテナ３のそれぞれに、振幅位相制御装置４から供給された互いに無相関な信号を供給する。このようにして、振幅位相制御装置４で生成された互いに無相関な信号は、切替装置５を介して、選択された測定用アンテナ３に供給される。 The switching device 5 selects two or more measurement antennas 3 to be used at the same time and supplies uncorrelated signals supplied from the amplitude / phase control device 4 to each of the selected measurement antennas 3. In this way, mutually uncorrelated signals generated by the amplitude phase control device 4 are supplied to the selected measurement antenna 3 via the switching device 5.

以下、第一実施形態のアンテナ測定システム及び方法により、所望の多重波環境を模擬できることを、第一実施形態の実施例１から実施例４で説明する。
〔実施例１〕
まず、互いに４５°以下の中心角Θをなす２つの測定用アンテナ３ａ，３ｂで、その中心角Θと等しい角度広がりＡＳを有するクラスタモデルを模擬することを考える。 Hereinafter, it will be described in Examples 1 to 4 of the first embodiment that a desired multiwave environment can be simulated by the antenna measurement system and method of the first embodiment.
[Example 1]
First, let us consider simulating a cluster model having an angular spread AS equal to the central angle Θ with two measurement antennas 3a and 3b having a central angle Θ of 45 ° or less.

例えば、振幅位相制御装置４は、互いに無相関な２つの信号を生成して、切替装置５に送る。切替装置５は、複数の測定用アンテナ３の中から、互いに４５°以下の中心角Θをなす２つの測定用アンテナ３ａ，３ｂを選択し、互いに無相関な２つの信号をそれぞれ２つの測定用アンテナ３ａ，３ｂに供給する。この状態におけるアンテナ測定システムを図３に示す。なお、図３では、同時に使用しない他の測定用アンテナ３を省略して記載している。この状態におけるアンテナ測定システムにおいては、測定用アンテナが設置された２つの方向のそれぞれから被測定機器１に向けて電波が放射されるため、その特性を図５（ｂ）に表される、角度広がりＡＳ＝中心角Θである２波モデルでモデル化することができる。 For example, the amplitude / phase control device 4 generates two signals that are uncorrelated with each other and sends them to the switching device 5. The switching device 5 selects two measurement antennas 3a and 3b having a central angle Θ of 45 ° or less from among the plurality of measurement antennas 3, and two uncorrelated two signals are used for two measurements. The antennas 3a and 3b are supplied. The antenna measurement system in this state is shown in FIG. In FIG. 3, other measurement antennas 3 that are not used at the same time are omitted. In the antenna measurement system in this state, radio waves are radiated toward the device under test 1 from each of the two directions in which the measurement antennas are installed. Therefore, the characteristics are shown in FIG. It can be modeled with a two-wave model where the spread AS = center angle Θ.

ところで、図４に示すように、被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂから成るアレーのブロードサイド方向（図４のｘ軸方向）から反時計周りに角度ＡｏＡだけ回転した角度位置を中心として、角度広がりＡＳの範囲内で電波が到来するとする。この角度広がりＡＳの範囲内の電波は、実際の多重波環境においては素波の集まりとしてのクラスタを形成する。このクラスタは、下記式又は図５（ａ）に表されるラプラス分布Ｐでモデル化することができる。下記式において、Ｎ_０は正規化係数、φは図４のｘ軸から反時計周り方向への角度である。

By the way, as shown in FIG. 4, centering on the angular position rotated by an angle AoA counterclockwise from the broadside direction (x-axis direction of FIG. 4) of the array of

antenna elements

1a and 1b of the device under test 1 Assume that radio waves arrive within the range of the angular spread AS. Radio waves within the range of this angular spread AS form clusters as a collection of elementary waves in an actual multiwave environment. This cluster can be modeled by the Laplace distribution P represented by the following formula or FIG. In the following equation, N ₀ is a normalization coefficient, and φ is an angle in the counterclockwise direction from the x axis in FIG.

ここで、２波モデルにおける角度広がりＡＳ（＝中心角Θ）と、ラプラス分布モデルにおける角度広がりＡＳとが等しいとして、それぞれのモデルに基づく電波が被測定機器１に向けて放射された場合の、被測定機器１の受信電力、及び、被測定機器１が備える２つのアンテナ素子１ａ，１ｂが受信した信号の相関係数をシミュレーションにより求め、それらを比較する。２波モデルおける受信電力及び相関係数がそれぞれラプラス分布モデルにおける受信電力及び相関係数に十分近い場合には、又は、２波モデルおける受信電力及び相関係数の変化の態様がそれぞれラプラス分布モデルにおける受信電力及び相関係数の変化の態様に十分近い場合には、２波モデルにより、換言すれば図３の状態におけるアンテナ測定システムにより、クラスタモデルが模擬することができることがわかるのである。 Here, assuming that the angular spread AS (= center angle Θ) in the two-wave model is equal to the angular spread AS in the Laplace distribution model, radio waves based on the respective models are radiated toward the device 1 to be measured. The received power of the device under test 1 and the correlation coefficient of the signals received by the two antenna elements 1a and 1b included in the device under test 1 are obtained by simulation and compared. When the received power and the correlation coefficient in the two-wave model are sufficiently close to the received power and the correlation coefficient in the Laplace distribution model, respectively, or the changes in the received power and the correlation coefficient in the two-wave model are the Laplace distribution model. It can be seen that the cluster model can be simulated by the two-wave model, in other words, by the antenna measurement system in the state of FIG.

図６に、２波モデルとラプラス分布モデルに基づく電波が到来方向ＡｏＡから被測定機器１に向けて放射された場合の、被測定機器１の受信電力、及び、被測定機器１が備える２つのアンテナ素子１ａ，１ｂが受信した信号の相関係数についてのシミュレーション結果を示す。なお、座標の対称性から到来方向ＡｏＡの範囲は０から９０°としている。図６（ａ）は角度広がりＡＳ＝２０°≦４５°のシミュレーション結果であり、図６（ｂ）は、角度広がりＡＳ＝６０°＞４５°のシミュレーション結果である。線を束ねる矢印付きの表示が示すように、実線は受信電力を示し、点線は相関係数を示す。また、●付きの線は２波モデルのシミュレーション結果を示し、●なしの線はラプラス分布モデルのシミュレーション結果を示す。 In FIG. 6, when the radio wave based on the two-wave model and the Laplace distribution model is radiated from the arrival direction AoA toward the device 1 to be measured, the received power of the device 1 to be measured and The simulation result about the correlation coefficient of the signal which antenna element 1a, 1b received is shown. Note that the range of the arrival direction AoA is 0 to 90 ° due to the symmetry of the coordinates. FIG. 6A shows a simulation result of angular spread AS = 20 ° ≦ 45 °, and FIG. 6B shows a simulation result of angular spread AS = 60 °> 45 °. As indicated by the display with arrows that bind the lines, the solid line indicates the received power and the dotted line indicates the correlation coefficient. The line with ● represents the simulation result of the two-wave model, and the line without ● represents the simulation result of the Laplace distribution model.

図６より、角度広がりＡＳ＝２０°であり４５°以下である場合には、２波モデル及びラプラス分布の受信電力及び相関係数は共によく一致していることがわかる。一方、角度広がりＡＳ＝６０°であり４５°よりも大きい場合には、２波モデル及びラプラス分布の受信電力及び相関係数は共に一致しておらず、差異が生じている。 FIG. 6 shows that when the angular spread AS = 20 ° and 45 ° or less, the received power and the correlation coefficient of the two-wave model and the Laplace distribution are in good agreement. On the other hand, when the angular spread AS = 60 ° and larger than 45 °, the received power and the correlation coefficient of the two-wave model and the Laplace distribution do not coincide with each other, and there is a difference.

図７に、角度広がりＡＳを０から６０°を変化させた場合の受信電力及び相関係数のＲＭＳ（二乗平均平方根）誤差を示す。図７中の破線は角度広がり４５°の位置を示す。図７（ａ）は２波モデル及びラプラス分布モデルの受信電力のＲＭＳ誤差を示し、図７（ｂ）は２波モデル及びラプラス分布モデルの相関係数のＲＭＳ誤差を示す。●付きの線は被測定機器１が備える２つのアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が０．２波長である場合のＲＭＳ誤差、■付きの線は同間隔が０．５波長である場合のＲＭＳ誤差、▲付きの線は同間隔が１．０波長である場合のＲＭＳ誤差を示す。 FIG. 7 shows the RMS (root mean square) error of the received power and the correlation coefficient when the angular spread AS is changed from 0 to 60 °. A broken line in FIG. 7 indicates a position having an angular spread of 45 °. FIG. 7A shows the RMS error of the received power of the two-wave model and the Laplace distribution model, and FIG. 7B shows the RMS error of the correlation coefficient of the two-wave model and the Laplace distribution model. ● The attached line is the RMS error when the distance between the two antenna elements 1a, 1b of the device under test 1 is 0.2 wavelength, and the attached line is the RMS error when the distance is 0.5 wavelength. Lines with ▲ indicate RMS errors when the interval is 1.0 wavelength.

図７より、角度広がりＡＳが大きくなる程、受信電力のＲＭＳ誤差及び相関係数のＲＭＳ誤差は共に大きくなることがわかる。また、アンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が広くなる程、受信電力のＲＭＳ誤差及び相関係数のＲＭＳ誤差は共に大きくなることがわかる。しかし、角度広がりＡＳが４５°以下の場合には、受信電力のＲＭＳ誤差及び相関係数のＲＭＳ誤差をそれぞれ実用上問題ない程の誤差である１ｄＢ以下及び０．３以下にすることができることがわかる。なぜ、実用上問題ないと言えるのかについては、以下図８を用いて説明する。 FIG. 7 shows that the RMS error of the received power and the RMS error of the correlation coefficient both increase as the angular spread AS increases. In addition, it can be seen that the RMS error of the received power and the RMS error of the correlation coefficient both increase as the distance between the antenna elements 1a and 1b increases. However, when the angular spread AS is 45 ° or less, the RMS error of the received power and the RMS error of the correlation coefficient can be reduced to 1 dB or less and 0.3 or less, which are errors that do not cause a practical problem, respectively. Recognize. The reason why it can be said that there is no practical problem will be described below with reference to FIG.

図８（ａ）は受信電力が変化したときの規格化ＭＩＭＯ伝送容量の変化の様子を示すシミュレーション結果であり、図８（ｂ）は相関係数が変化したときの規格化ＭＩＭＯ伝送容量の変化の様子を示すシミュレーション結果である。規格化ＭＩＭＯ伝送容量とは、あるＭＩＭＯ伝送容量の値で割ることにより、そのＭＩＭＯ伝送容量で各ＭＩＭＯ伝送容量を規格化したものである。図８（ａ）においては受信電力が０ｄＢのときのＭＩＭＯ伝送容量で規格化しており、図８（ｂ）においては相関係数が０．０のときのＭＩＭＯ伝送容量で規格化している。●付きの線はＳＮＲが２０ｄＢの場合のシミュレーション結果であり、■付きの線はＳＮＲが３０ｄＢの場合のシミュレーション結果である。 FIG. 8A is a simulation result showing a change in the normalized MIMO transmission capacity when the received power is changed, and FIG. 8B is a change in the normalized MIMO transmission capacity when the correlation coefficient is changed. It is the simulation result which shows the mode. The normalized MIMO transmission capacity is obtained by standardizing each MIMO transmission capacity by the MIMO transmission capacity by dividing by a certain MIMO transmission capacity value. In FIG. 8A, the MIMO transmission capacity is standardized when the received power is 0 dB, and in FIG. 8B, it is standardized by the MIMO transmission capacity when the correlation coefficient is 0.0. The line with ● is the simulation result when the SNR is 20 dB, and the line with ■ is the simulation result when the SNR is 30 dB.

例えば、図８（ａ）において受信電力が−１ｄＢから±１ｄＢ変動しても、規格化ＭＩＭＯ伝送容量は０．１以上は変化しない。また、図８（ｂ）において相関係数が０．３から±０．３変動しても、規格化ＭＩＭＯ伝送容量は０．１以上は変化しない。したがって、図８により、受信電力のＲＭＳ誤差が１ｄＢ以下の場合、相関係数のＲＭＳ誤差が０．３以下の場合には、ＳＮＲ＝２０ｄＢ及びＳＮＲ＝３０ｄＢの何れの場合においても、規格化ＭＩＭＯ伝送容量を１０％程度の精度で評価できることがわかる。 For example, in FIG. 8A, even if the received power fluctuates from −1 dB to ± 1 dB, the normalized MIMO transmission capacity does not change by 0.1 or more. In addition, even if the correlation coefficient varies from 0.3 to ± 0.3 in FIG. 8B, the normalized MIMO transmission capacity does not change by 0.1 or more. Therefore, according to FIG. 8, in the case where the RMS error of the received power is 1 dB or less, the RMS error of the correlation coefficient is 0.3 or less, the normalized MIMO in any case of SNR = 20 dB and SNR = 30 dB. It can be seen that the transmission capacity can be evaluated with an accuracy of about 10%.

一般に、実伝搬環境における端末周辺の水平面内到来分布は、一様分布だけではなく、特定の方向に偏るクラスタ分布についても考慮する必要があることが知られている（例えば、参考文献１参照。）
〔参考文献１〕A. Kuchar et al., IEEE Trans. AP., vol. 48, no. 2, Feb. 2000. In general, it is known that the arrival distribution in the horizontal plane around the terminal in an actual propagation environment needs to consider not only a uniform distribution but also a cluster distribution biased in a specific direction (for example, see Reference 1). )
[Reference 1] A. Kuchar et al., IEEE Trans. AP., Vol. 48, no. 2, Feb. 2000.

以上のように、第一実施形態の実施例１のアンテナ測定システム及び方法により、互いに４５°以下の中心角Θをなす２つの測定用アンテナで、その中心角Θと等しい角度広がりＡＳを有するラプラス分布モデルを模擬することができる。言い換えれば、第一実施形態のアンテナ測定システム及び方法により、４５°以下の角度広がりＡＳを有するクラスタモデルを模擬することができる。 As described above, according to the antenna measurement system and method of Example 1 of the first embodiment, Laplace has two measurement antennas having a central angle Θ of 45 ° or less and an angular spread AS equal to the central angle Θ. A distribution model can be simulated. In other words, a cluster model having an angular spread AS of 45 ° or less can be simulated by the antenna measurement system and method of the first embodiment.

〔実施例２〕
互いに隣接する３つ測定用アンテナがなす中心角が４５°以下である少なくとも３個の測定用アンテナで、４５°の角度広がりＡＳが２つ、つまり最大９０°までの角度広がりＡＳを有するクラスタモデルを模擬することを考える。 [Example 2]
Cluster model having at least three measurement antennas having a central angle of 45 ° or less formed by three measurement antennas adjacent to each other and having two 45 ° angular spread AS, that is, an angular spread AS up to 90 ° Think of simulating.

そのために、測定用アンテナ３は、被測定機器１を中心とする円周上に位置し互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が４５°以下である少なくとも３個の測定用アンテナ３ａ，３ｂ，３ｃを含むとする。そして、振幅位相制御装置４は、互いに無相関な３つの信号を生成して、切替装置５に送る。切替装置５は、複数の測定用アンテナ３の中から、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が４５°以下である少なくとも３個の測定用アンテナ３ａ，３ｂ，３ｃを選択し、互いに無相関な３つの信号をそれぞれ３つの測定用アンテナ３ａ，３ｂ，３ｃに供給する。この状態におけるアンテナ測定システムを図９に示す。なお、図９では、同時に使用しない他の測定用アンテナ３、振幅位相制御装置４及び切替装置５を省略して記載している。 For this purpose, the measurement antenna 3 is located on a circumference centered on the device under measurement 1 and has at least three measurement antennas 3a, 3b, whose central angles formed by the measurement antennas adjacent to each other are 45 ° or less. 3c is included. Then, the amplitude / phase control device 4 generates three signals that are uncorrelated with each other and sends them to the switching device 5. The switching device 5 selects at least three measurement antennas 3a, 3b, 3c having a central angle of 45 ° or less between adjacent measurement antennas from among the plurality of measurement antennas 3, and is uncorrelated with each other. These three signals are supplied to three measurement antennas 3a, 3b and 3c, respectively. The antenna measurement system in this state is shown in FIG. In FIG. 9, other measurement antennas 3, amplitude phase control devices 4, and switching devices 5 that are not used at the same time are omitted.

図１０に、３波モデルとラプラス分布モデルに基づく電波が到来方向ＡｏＡから被測定機器１に向けて放射された場合の、被測定機器１の受信電力、及び、被測定機器１が備える２つのアンテナ素子１ａ，１ｂが受信した信号の相関係数についてのシミュレーション結果を示す。なお、座標の対称性から到来方向ＡｏＡの範囲は０から９０°としている。図１０（ａ）は、測定用アンテナ３ａ，３ｂのなす角度が３０°であり測定用アンテナ３ｂ，３ｃのなす角度が３０°であり、角度広がりＡＳが３０°＋３０＝６０°≦９０°のシミュレーション結果である。図１０（ｂ）は、測定用アンテナ３ａ，３ｂのなす角度が６０°であり測定用アンテナ３ｂ，３ｃのなす角度が６０°であり、角度広がりＡＳが６０°＋６０°＝１２０°＞９０°のシミュレーション結果である。線を束ねる矢印付きの表示が示すように、実線は受信電力を示し、点線は相関係数を示す。また、●付きの線は３波モデルのシミュレーション結果を示し、●なしの線はラプラス分布モデルのシミュレーション結果を示す。 In FIG. 10, when the radio wave based on the three-wave model and the Laplace distribution model is radiated from the arrival direction AoA toward the device 1 to be measured, The simulation result about the correlation coefficient of the signal which antenna element 1a, 1b received is shown. Note that the range of the arrival direction AoA is 0 to 90 ° due to the symmetry of the coordinates. In FIG. 10A, the angle formed by the measurement antennas 3a and 3b is 30 °, the angle formed by the measurement antennas 3b and 3c is 30 °, and the angular spread AS is 30 ° + 30 = 60 ° ≦ 90 °. It is a simulation result. In FIG. 10B, the angle formed by the measurement antennas 3a and 3b is 60 °, the angle formed by the measurement antennas 3b and 3c is 60 °, and the angular spread AS is 60 ° + 60 ° = 120 °> 90 °. This is a simulation result. As indicated by the display with arrows that bind the lines, the solid line indicates the received power and the dotted line indicates the correlation coefficient. The line with ● represents the simulation result of the three-wave model, and the line without ● represents the simulation result of the Laplace distribution model.

図１０より、角度広がりＡＳ＝６０°であり９０°以下である場合には、３波モデル及びラプラス分布モデルの受信電力及び相関係数は共によく一致していることがわかる。一方、角度広がりＡＳ＝１２０°であり９０°よりも大きい場合には、３波モデル及びラプラス分布の受信電力及び相関係数は共に一致しておらず、差異が生じている。
実際の多重波伝搬環境では、被測定機器１に到来するクラスタの角度広がりＡＳとして６０°程度を見込む場合もあることが知られている（例えば、参考文献２参照。）。
〔参考文献２〕3GPP TR.25.996, “Spacial channel model for Multiple Input Multiple Output (MIMO) simulations”. FIG. 10 shows that when the angular spread AS = 60 ° and 90 ° or less, the received power and the correlation coefficient of the three-wave model and the Laplace distribution model are in good agreement. On the other hand, when the angular spread AS = 120 ° and larger than 90 °, the received power and the correlation coefficient of the three-wave model and the Laplace distribution do not coincide with each other, and there is a difference.
In an actual multiwave propagation environment, it is known that the angular spread AS of the cluster arriving at the device under test 1 may be expected to be about 60 ° (for example, see Reference 2).
[Reference 2] 3GPP TR.25.996, “Spacial channel model for Multiple Input Multiple Output (MIMO) simulations”.

以上のように、第一実施形態の実施例２のアンテナ測定システム及び方法により、互いに隣接する測定用アンテナと４５°以下の中心角Θをなす３個の測定用アンテナで、９０°以下の角度広がりＡＳを有するクラスタモデルを模擬することができる。 As described above, with the antenna measurement system and method of Example 2 of the first embodiment, the three measurement antennas having a central angle Θ of 45 ° or less with the measurement antennas adjacent to each other, the angle of 90 ° or less. A cluster model having a spread AS can be simulated.

〔実施例３〕
４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを２個用いて、４５°の角度広がりＡＳを有する２つのクラスタを有するクラスタモデルを模擬することを考える。 Example 3
Consider simulating a cluster model having two clusters having an angular spread AS of 45 ° using two pairs of measurement antennas having a central angle of 45 ° or less.

そのために、測定用アンテナ３は、４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを少なくとも２個含むとする。そして、振幅位相制御装置４は、互いに無相関な４つの信号を生成して、切替装置５に送る。切替装置５は、４５°以下の中心角をなす測定用アンテナの２つのペアを構成する測定用アンテナ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを選択し、互いに無相関な４つの信号をそれぞれ４つの測定用アンテナ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに供給する。この状態におけるアンテナ測定システムを図１１に示す。なお、図１１では、同時に使用しない他の測定用アンテナ３、振幅位相制御装置４及び切替装置５を省略して記載している。 Therefore, it is assumed that the measurement antenna 3 includes at least two pairs of measurement antennas having a central angle of 45 ° or less. Then, the amplitude / phase control device 4 generates four signals that are uncorrelated with each other and sends them to the switching device 5. The switching device 5 selects the measurement antennas 3a, 3b, 3c, and 3d that constitute two pairs of measurement antennas having a central angle of 45 ° or less, and each of four signals that are uncorrelated with each other is used for four measurements. The antennas 3a, 3b, 3c, and 3d are supplied. FIG. 11 shows the antenna measurement system in this state. In FIG. 11, other measurement antennas 3, amplitude phase control devices 4, and switching devices 5 that are not used at the same time are omitted.

図１２に、４波モデルとラプラス分布モデルに基づく電波が到来方向ＡｏＡから被測定機器１に向けて放射された場合の、被測定機器１の受信電力、及び、被測定機器１が備える２つのアンテナ素子１ａ，１ｂが受信した信号の相関係数についてのシミュレーション結果を示す。なお、座標の対称性から到来方向ＡｏＡの範囲は０から９０°としている。図１２（ａ）は、測定用アンテナの各ペアの角度広がりＡＳを２０°にした場合、すなわち、測定用アンテナ３ａ，３ｂのなす角度が２０°であり、測定用アンテナ３ｃ，３ｄのなす角度が２０°である場合のシミュレーション結果である。図１２（ｂ）は、測定用アンテナの各ペアの角度広がりＡＳを６０°にした場合、すなわち、測定用アンテナ３ａ，３ｂのなす角度が６０°であり、測定用アンテナ３ｃ，３ｄのなす角度が６０°である場合のシミュレーション結果である。線を束ねる矢印付きの表示が示すように、実線は受信電力を示し、点線は相関係数を示す。また、●付きの線は４波モデルのシミュレーション結果を示し、●なしの線はラプラス分布モデルのシミュレーション結果を示す。 In FIG. 12, when the radio wave based on the 4-wave model and the Laplace distribution model is radiated from the arrival direction AoA toward the device under measurement 1, the received power of the device under measurement 1 and two The simulation result about the correlation coefficient of the signal which antenna element 1a, 1b received is shown. Note that the range of the arrival direction AoA is 0 to 90 ° due to the symmetry of the coordinates. FIG. 12A shows the case where the angle spread AS of each pair of measurement antennas is 20 °, that is, the angle formed by the measurement antennas 3a and 3b is 20 °, and the angle formed by the measurement antennas 3c and 3d. It is a simulation result in case that is 20 degrees. FIG. 12B shows the case where the angle spread AS of each pair of measurement antennas is 60 °, that is, the angle formed by the measurement antennas 3a and 3b is 60 °, and the angle formed by the measurement antennas 3c and 3d. It is a simulation result in case that is 60 degrees. As indicated by the display with arrows that bind the lines, the solid line indicates the received power and the dotted line indicates the correlation coefficient. The line with ● indicates the simulation result of the 4-wave model, and the line without ● indicates the simulation result of the Laplace distribution model.

図１２より、測定用アンテナの各ペアの角度広がりＡＳが２０°であり４５°以下である場合には、４波モデル及びラプラス分布モデルの受信電力及び相関係数は共によく一致していることがわかる。一方、測定用アンテナの各ペアの角度広がりＡＳが６０°であり４５°よりも大きい場合には、４波モデル及びラプラス分布の受信電力及び相関係数は共に一致しておらず、差異が生じている。 From FIG. 12, when the angular spread AS of each pair of measurement antennas is 20 ° and 45 ° or less, the received power and the correlation coefficient of the 4-wave model and the Laplace distribution model are in good agreement. I understand. On the other hand, when the angular spread AS of each pair of antennas for measurement is 60 ° and larger than 45 °, the received power and the correlation coefficient of the four-wave model and the Laplace distribution are not the same and a difference occurs. ing.

以上のように、第一実施形態の実施例３のアンテナ測定システム及び方法により、４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを２個用いて、４５°の角度広がりＡＳを有する２つのクラスタを有するクラスタモデルを模擬することができる。 As described above, using the antenna measurement system and method of Example 3 of the first embodiment, two measurement antenna pairs having a central angle of 45 ° or less are used, and two antennas having an angle spread AS of 45 ° are used. A cluster model with clusters can be simulated.

〔実施例４〕
互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい少なくとも８個の測定用アンテナ３を用いて、一様分布モデルを模擬することを考える。この例では、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい測定用アンテナ３の数は８個であるとする。すなわち、互いに隣接する測定用アンテナのなす中心角は４５°であるとする。測定用アンテナ３が９個以上の場合も、８個の場合と同様に構成できるので説明は省略する。 Example 4
Consider that a uniform distribution model is simulated by using at least eight measurement antennas 3 having the same center angle formed by adjacent measurement antennas. In this example, it is assumed that the number of measurement antennas 3 having the same center angle between the measurement antennas adjacent to each other is eight. That is, it is assumed that the central angle formed by the measurement antennas adjacent to each other is 45 °. A case where the number of measurement antennas 3 is nine or more can be configured in the same manner as in the case of eight, and thus the description thereof is omitted.

測定用アンテナ３は、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい８個の測定用アンテナであるとする。そして、振幅位相制御装置４は、互いに無相関な８つの信号を生成して、切替装置５に送る。切替装置５は、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい８個の測定用アンテナを選択し、互いに無相関な８つの信号をそれぞれ８つの測定用アンテナ３に供給する。この状態におけるアンテナ測定システムを図１３に示す。なお、図１３では、振幅位相制御装置４及び切替装置５を省略して記載している。 It is assumed that the measurement antennas 3 are eight measurement antennas having the same center angle formed by the measurement antennas adjacent to each other. Then, the amplitude / phase control device 4 generates eight signals that are uncorrelated with each other and sends them to the switching device 5. The switching device 5 selects eight measurement antennas having the same center angle formed by adjacent measurement antennas, and supplies eight uncorrelated signals to the eight measurement antennas 3 respectively. An antenna measurement system in this state is shown in FIG. In FIG. 13, the amplitude and phase control device 4 and the switching device 5 are omitted.

図１４に、８個の測定用アンテナから電波が被測定機器１に向けて放射された場合の、被測定機器１の受信電力、及び、被測定機器１が備える２つのアンテナ素子１ａ，１ｂが受信した信号の相関係数についてのシミュレーション結果を示す。比較のために、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい４個の測定用アンテナから電波が放射された場合のシミュレーション結果を一点鎖線で、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい６個の測定用アンテナから電波が放射された場合のシミュレーション結果を点線で併せて示す。図１４（ａ）は被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が０．２波長の場合のシミュレーション結果、図１４（ｂ）は被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が０．５波長の場合のシミュレーション結果、図１４（ｃ）は被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が１．０波長の場合のシミュレーション結果である。 FIG. 14 shows the received power of the device under measurement 1 and the two antenna elements 1a and 1b provided in the device under measurement 1 when radio waves are radiated from the eight measurement antennas toward the device under measurement 1. The simulation result about the correlation coefficient of the received signal is shown. For comparison, a simulation result when radio waves are radiated from four measurement antennas having the same center angle between adjacent measurement antennas is indicated by a one-dot chain line, and the center angles formed by adjacent measurement antennas are equal. The simulation results when radio waves are radiated from the six measurement antennas are also shown by dotted lines. 14A shows a simulation result when the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under test 1 is 0.2 wavelength. FIG. 14B shows the result when the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under measurement 1 is 0. FIG. 14C shows a simulation result when the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under test 1 is 1.0 wavelength.

ここで、被測定機器１の方位角を−１８０°から１８０°まで変えたときに、受信電力及び相関係数が一定の値を取り、変化しない場合には、一様分布であると評価することができる。ここで、被測定機器１の方位角とは、被測定機器１の回転台２の回転軸周りの角度を意味する。 Here, when the azimuth angle of the device under test 1 is changed from −180 ° to 180 °, the received power and the correlation coefficient take constant values, and when they do not change, it is evaluated that the distribution is uniform. be able to. Here, the azimuth angle of the device under measurement 1 means an angle around the rotation axis of the turntable 2 of the device under measurement 1.

図１４（ａ）によると、被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が０．２波長の場合には、被測定機器１の方位角を変化させても、測定用アンテナ３の数によらず受信電力及び相関係数は大きく変化しないことがわかる。また、図１４（ｂ）によると、被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が０．５波長の場合、測定用アンテナ３の数が４個のとき、つまり９０°間隔で測定用アンテナを配置したとき、被測定機器１の方位角を変化させると、受信電力及び相関係数は大きく変化してしまうことがわかる。さらに、図１４（ｃ）によると、被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔が１．０波長の場合、測定用アンテナ３の数が６個のときにも、つまり６０°間隔で測定用アンテナを配置したときにも、被測定機器１の方位角を変化させると、受信電力及び相関係数は大きく変化してしまうことがわかる。一方、測定用アンテナ３の数が８個の場合には、つまり４５°間隔で測定用アンテナを配置した場合には、被測定機器１のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔によらず、被測定機器１の方位角を変化させても、受信電力及び相関係数は変化しない又は大きく変化しない。 According to FIG. 14A, when the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under test 1 is 0.2 wavelengths, the number of antennas for measurement 3 is increased even if the azimuth angle of the device under test 1 is changed. It can be seen that the received power and the correlation coefficient do not change greatly. Further, according to FIG. 14B, when the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under test 1 is 0.5 wavelength, the number of measurement antennas 3 is 4, that is, the measurement antennas at 90 ° intervals. If the azimuth angle of the device under test 1 is changed, the received power and the correlation coefficient change greatly. Further, according to FIG. 14C, when the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under test 1 is 1.0 wavelength, the measurement is performed even when the number of measurement antennas 3 is six, that is, at 60 ° intervals. It can be seen that when the azimuth angle of the device under test 1 is changed, the received power and the correlation coefficient are greatly changed even when the antenna is disposed. On the other hand, when the number of measurement antennas 3 is 8, that is, when the measurement antennas are arranged at 45 ° intervals, the device under measurement is independent of the distance between the antenna elements 1a and 1b of the device under measurement 1. Even if the azimuth angle of 1 is changed, the received power and the correlation coefficient do not change or change significantly.

以上のように、第一実施形態の実施例４のアンテナ測定システム及び方法により、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい少なくとも８個の測定用アンテナ３を用いて、一様分布モデルを模擬することができる。 As described above, with the antenna measurement system and method of Example 4 of the first embodiment, a uniform distribution model is obtained using at least eight measurement antennas 3 having the same center angle formed by adjacent measurement antennas. Can be simulated.

［第二実施形態］
第二実施形態のアンテナ測定システムにおいては、図１５に例示するように、被測定機器１を中心とする球面上であって、垂直方向（＝鉛直方向）において異なる２つの位置のそれぞれに測定用アンテナ３が配置されている。この点のみが第一実施形態と異なり、他の点については第一実施形態と同様である。 [Second Embodiment]
In the antenna measurement system of the second embodiment, as illustrated in FIG. 15, measurement is performed at each of two positions on the spherical surface centered on the device under test 1 and different in the vertical direction (= vertical direction). An antenna 3 is arranged. Only this point is different from the first embodiment, and the other points are the same as in the first embodiment.

垂直方向において異なる２つの位置をそれぞれ上段位置、下段位置とすると、図１５に示す例では、上段位置に複数の測定用アンテナ３を配置し、下段位置に複数の測定用アンテナ３を配置している。下段位置は、被測定機器１の垂直方向における位置とほぼ同じである。上段位置に配置される各測定用アンテナは、被測定機器１を中心とする球において、下段位置に配置される何れかの測定用アンテナと４５°以下の中心角をなす。 Assuming that two different positions in the vertical direction are the upper position and the lower position, respectively, in the example shown in FIG. 15, a plurality of measurement antennas 3 are disposed at the upper position, and a plurality of measurement antennas 3 are disposed at the lower position. Yes. The lower position is substantially the same as the position of the device under test 1 in the vertical direction. Each measurement antenna disposed at the upper position forms a central angle of 45 ° or less with any of the measurement antennas disposed at the lower position in a sphere centered on the device under measurement 1.

また、図１６に例示するように、上段位置に１つの測定用アンテナＴｘ１を配置して、下段位置に２つの測定用アンテナＴｘ２，Ｔｘ３を配置してもよい。２つの測定用アンテナＴｘ２，Ｔｘ３は、４５°の中心角をなし、第一実施形態の測定用アンテナ３ａ，３ｂのペアに相当するものである。そして、測定用アンテナＴｘ１は、測定用アンテナＴｘ２，Ｔｘ３のそれぞれと４５°の中心角をなす。下段位置は、被測定機器１の垂直方向における位置とほぼ同じである。なお、測定用アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３は、測定用アンテナ３と同様のものである。なお、図１７（ａ）に図１６のアンテナ測定システムをｚ軸方向から見た図を示し、図１７（ｂ）に図１６のアンテナ測定システムをｘ軸方向から見た図を示す。 Further, as illustrated in FIG. 16, one measurement antenna Tx1 may be disposed at the upper position, and two measurement antennas Tx2 and Tx3 may be disposed at the lower position. The two measurement antennas Tx2 and Tx3 form a central angle of 45 ° and correspond to the pair of measurement antennas 3a and 3b of the first embodiment. The measurement antenna Tx1 forms a central angle of 45 ° with each of the measurement antennas Tx2 and Tx3. The lower position is substantially the same as the position of the device under test 1 in the vertical direction. Note that the measurement antennas Tx1, Tx2, and Tx3 are the same as the measurement antenna 3. 17A shows a view of the antenna measurement system of FIG. 16 viewed from the z-axis direction, and FIG. 17B shows a view of the antenna measurement system of FIG. 16 viewed from the x-axis direction.

一般に、端末周辺の垂直面（図１７（ｂ）に例示する面）内到来波分布については、水平面（図１７（ａ）に例示する面）からわずかに仰角方向に偏った方向を中心として一定の角度広がりＡＳを有する分布となることが知られている（例えば、参考文献３参照。）。
〔参考文献３〕K. Kalliola et al., IEEE Trans. VT., vol. 51, no. 5, Sept. 2002. In general, the incoming wave distribution in the vertical plane around the terminal (the plane illustrated in FIG. 17B) is constant around a direction slightly deviated from the horizontal plane (the plane illustrated in FIG. 17A) in the elevation direction. It is known that the distribution has an angular spread AS (see, for example, Reference 3).
[Reference 3] K. Kalliola et al., IEEE Trans. VT., Vol. 51, no. 5, Sept. 2002.

このように、垂直方向において異なる２つの位置に測定用アンテナを配置することにより、水平方向の角度広がりだけではなく、垂直方向の角度広がりを考慮したクラスタモデルを模擬することができる。これにより、被測定機器１の性能評価を実伝搬環境により忠実な条件のもとで行うことができる。 In this way, by arranging the measurement antennas at two different positions in the vertical direction, it is possible to simulate a cluster model that takes into account not only the horizontal angular spread but also the vertical angular spread. Thereby, the performance evaluation of the device under test 1 can be performed under conditions more faithful to the actual propagation environment.

［第三実施形態］
図１８を参照して、第三実施形態のアンテナ測定システムについて説明する。
第三実施形態のアンテナ測定システムは、被測定機器１が用いられる実際の環境をできる限り忠実に模擬するために、被測定機器１と通信可能な擬似基地局装置６を備え、被測定機器１で生成された受信信号品質情報を擬似基地局装置６に送る。すなわち、測定用アンテナ３から被測定機器１に送信される下り信号の電波だけではなく、被測定機器１から擬似基地局装置６に送信される上り信号の電波がある環境で、アンテナの測定を行う。この点のみが第一実施形態及び第二実施形態と異なり、他の点（例えば、測定用アンテナ３の配置等の点）については同様であるため重複説明を省略する。 [Third embodiment]
The antenna measurement system of the third embodiment will be described with reference to FIG.
The antenna measurement system of the third embodiment includes a pseudo base station device 6 that can communicate with the device under test 1 in order to simulate the actual environment in which the device under test 1 is used as faithfully as possible. The received signal quality information generated in step (1) is sent to the pseudo base station apparatus 6. That is, antenna measurement is performed in an environment where there is not only a downlink signal radio wave transmitted from the measurement antenna 3 to the device under test 1 but also an uplink signal radio wave transmitted from the device under test 1 to the pseudo base station apparatus 6. Do. Only this point is different from the first embodiment and the second embodiment, and the other points (for example, the points such as the arrangement of the measurement antenna 3) are the same, and thus redundant description is omitted.

擬似基地局装置６には、音声、音楽、文字、画像及び動画等のデータを蓄積するサーバ７が接続されている。サーバ７は、蓄積されたデータを擬似基地局装置６に送る。擬似基地局装置６は、データを下り信号として振幅位相制御装置４に送る。振幅位相制御装置４は、データを互いに無相関な信号に変換して、切替装置５を介して、切替装置５が選択した同時に用いる複数の測定用アンテナ３に送る。測定用アンテナ３は、供給された信号に対応する電波を被測定機器１に向けて放射する。被測定機器１が電波を受信すると、被測定機器１内の図示していない受信信号品質情報生成部はその電波についての受信信号品質情報を生成する。被測定機器１は、生成された受信信号品質情報を、その上り無線回線を介して、擬似基地局装置６に送信する。その上り無線回線とは、被測定機器１が実際に使われるときに用いられる上り回線である。 A server 7 that stores data such as voice, music, characters, images, and moving images is connected to the pseudo base station apparatus 6. The server 7 sends the accumulated data to the pseudo base station device 6. The pseudo base station apparatus 6 sends the data to the amplitude / phase control apparatus 4 as a downlink signal. The amplitude phase control device 4 converts the data into signals that are uncorrelated with each other, and sends the signals to a plurality of measurement antennas 3 that are selected by the switching device 5 and used simultaneously. The measurement antenna 3 radiates a radio wave corresponding to the supplied signal toward the device under measurement 1. When the device under measurement 1 receives a radio wave, a reception signal quality information generation unit (not shown) in the device under measurement 1 generates reception signal quality information for the radio wave. The device under measurement 1 transmits the generated received signal quality information to the pseudo base station apparatus 6 via the uplink radio line. The uplink radio line is an uplink used when the device under test 1 is actually used.

受信信号品質情報はの受信信号の品質を表す情報である。受信信号品質情報としては、受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）、受信電力（RSCP：Received Signal Code Power）、信号対雑音電力比（SNR：Signal to Noise Ratio）、信号対干渉電力比（SIR：Signal to Interference Signal）、信号対干渉雑音電力比（SINR：Signal to Interference and Noise Ratio）、搬送波対雑音電力比（CNR：Carrier to Noise Ratio）、搬送波対干渉電力比（CIR：Carrier to Interference Ratio）、搬送波対干渉雑音電力比（CINR：Carrier to Interference and Noise Ratio）等を少なくとも１つを含む情報を用いることができる。 The received signal quality information is information indicating the quality of the received signal. The received signal quality information includes received signal strength (RSSI), received signal code power (RSCP), signal to noise ratio (SNR), signal to interference power ratio ( SIR: Signal to Interference Signal (SINR), Signal to Interference and Noise Ratio (SINR), Carrier to Noise Ratio (CNR), Carrier to Interference Power Ratio (CIR) Information including at least one of a ratio, a carrier to interference and noise ratio (CINR), and the like can be used.

被測定機器１の上り無線回線を介して受信信号品質情報を取得することにより、被測定機器１に受信信号品質情報を取得するための改造を施す必要がなく、動作状態にある実際の被測定機器１についての特性を評価することができる。また、被測定機器１の上り無線回線を介して受信信号品質情報を取得することにより、受信信号品質情報を容易に取得することができる。 By acquiring the received signal quality information via the uplink radio line of the device under test 1, it is not necessary to modify the device under test 1 to acquire the received signal quality information, and the actual device under test is in an operating state. The characteristics of the device 1 can be evaluated. Further, by acquiring the received signal quality information via the uplink radio line of the device under test 1, the received signal quality information can be easily acquired.

また、受信信号品質情報には、通信用アンテナの特性に関連する受信電力や相関係数の影響が反映される。また、受信信号品質情報には、実際に動作する携帯端末を用いることにより、被測定機器１の無線部の特性に関連する受信感度や信号処理の影響も反映される。したがって、この受信信号品質情報を用いることにより、アンテナを含む携帯端末の総合無線性能評価が実際の多重波環境を模擬した環境において実現されるとともに、伝送特性を評価も可能となる。 The received signal quality information reflects the influence of received power and correlation coefficient related to the characteristics of the communication antenna. The received signal quality information also reflects the influence of reception sensitivity and signal processing related to the characteristics of the wireless unit of the device under test 1 by using a mobile terminal that actually operates. Therefore, by using this received signal quality information, comprehensive radio performance evaluation of a mobile terminal including an antenna can be realized in an environment simulating an actual multiwave environment, and transmission characteristics can also be evaluated.

なお、擬似基地局装置６が、測定用アンテナ３から被測定機器１までの伝搬環境に応じて最適な変調方式及び符号化率を選択する適応変調部６１を備えていてもよい。この場合、被測定装置１は、擬似基地局装置６の適応変調手段に対応する適応復調部（図示せず）を備える。これにより、いわゆる適応変復調機能を有する実際の擬似基地局装置６及び被測定機器１が生み出す多重波伝搬環境をより忠実に模擬することができる。 The pseudo base station apparatus 6 may include an adaptive modulation unit 61 that selects an optimal modulation scheme and coding rate in accordance with the propagation environment from the measurement antenna 3 to the device under measurement 1. In this case, the device under measurement 1 includes an adaptive demodulation unit (not shown) corresponding to the adaptive modulation means of the pseudo base station device 6. As a result, it is possible to more faithfully simulate the multi-wave propagation environment generated by the actual pseudo base station apparatus 6 having a so-called adaptive modulation / demodulation function and the device under test 1.

例えば、適応変調部６１は、被測定機器１から取得した受信信号品質情報が示す受信信号品質が良い場合には多値数の大きい変調方式を用いて符号化率を高い値に設定し、同情報が示す受信信号品質が悪い場合には多値数の小さい変調方式を用いて符号化率を低い値に設定する。なお、受信信号品質の良悪を判断するために、擬似基地局装置６又は被測定装置１が、サーバ７から被測定機器１に至るまでの経路における通信速度を測定する通信速度測定手段を備えていてもよい。 For example, when the received signal quality indicated by the received signal quality information acquired from the device under test 1 is good, the adaptive modulation unit 61 sets the coding rate to a high value using a modulation method having a large multi-value number, and When the received signal quality indicated by the information is poor, the coding rate is set to a low value using a modulation scheme with a small multi-level number. In order to determine the quality of the received signal quality, the pseudo base station apparatus 6 or the device under test 1 includes a communication speed measuring means for measuring the communication speed in the path from the server 7 to the device under test 1. It may be.

［変形例等］
被測定機器１として、携帯端末以外の機器又はマルチアンテナ以外のアンテナ等の電磁波を受信する装置を用いてもよい。
各測定用アンテナ３は、１つ以上の放射素子を備えていてもよい。例えば、垂直偏波を放射する素子及び水平偏波を放射する素子の２つの放射素子を備えていてもよい。これにより、いわゆる交差偏波電力比を考慮した多重波環境を模擬することが可能となる。例えば、交差偏波電力比は、垂直偏波の電力／水平偏波の電力と定義される。なお、各測定用アンテナ３は、垂直偏波を放射する素子及び水平偏波を放射する素子の２つの放射素子を備えていてもよいことを示すために、各図において各測定用アンテナ３を、それぞれ垂直偏波を放射する素子と水平偏波を放射する素子とに対応する２つの線分のクロスで表している。もっとも、これは、各測定用アンテナ３が必ず２つの放射素子を備えていなければいけないことを意味するものではない。各測定用アンテナ３は、１つの放射素子のみを備えていてもよい。 [Modifications, etc.]
As the device under measurement 1, a device that receives electromagnetic waves, such as a device other than a portable terminal or an antenna other than a multi-antenna, may be used.
Each measurement antenna 3 may include one or more radiating elements. For example, two radiating elements, an element that radiates vertical polarization and an element that radiates horizontal polarization, may be provided. As a result, it is possible to simulate a multi-wave environment in consideration of the so-called cross polarization power ratio. For example, the cross polarization power ratio is defined as vertical polarization power / horizontal polarization power. In addition, in order to show that each measurement antenna 3 may include two radiating elements, that is, an element that radiates vertical polarization and an element that radiates horizontal polarization, , Each of which is represented by a cross of two line segments corresponding to an element that radiates vertical polarization and an element that radiates horizontal polarization. However, this does not mean that each measurement antenna 3 must have two radiating elements. Each measurement antenna 3 may include only one radiating element.

振幅位相制御装置４が生成し出力する信号は、互いに無相関でありレイリー変動する信号、すなわちフェージング信号であってもよい。これにより、送信側と受信側に見通し条件が成立しない見通し外環境を想定したフェージング環境を模擬することが可能となる。
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。 The signals generated and output by the amplitude / phase control device 4 may be signals that are uncorrelated with each other and change Rayleigh, that is, fading signals. This makes it possible to simulate a fading environment that assumes an out-of-line environment where the line-of-sight condition is not established on the transmission side and the reception side.
Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

第一実施形態のアンテナ測定システムの機能構成を例示する図。The figure which illustrates the function structure of the antenna measurement system of 1st embodiment. 被測定機器１の周辺の伝搬環境を示す図。The figure which shows the propagation environment around the to-be-measured apparatus 1. FIG. 第一実施形態の第一実施例の状況を例示する図。The figure which illustrates the condition of the 1st Example of 1st embodiment. 角度広がりＡＳの概念を説明するための図。The figure for demonstrating the concept of angular spread AS. （ａ）はラプラス分布モデルを例示する図、（ｂ）は２波モデルを例示する図。(A) is a figure which illustrates a Laplace distribution model, (b) is a figure which illustrates a 2 wave model. 第一実施例について、到来方向に対する受信電力及び相関係数の変動の比較を示す図。The figure which shows the comparison of the fluctuation | variation of the reception power with respect to an arrival direction and a correlation coefficient about a 1st Example. ２波モデルのラプラス分布モデルからの二乗平均平方根（ＲＭＳ）誤差を示す図。The figure which shows the root mean square (RMS) error from the Laplace distribution model of a two-wave model. 受信電力及び相関係数がＭＩＭＯ伝送容量に与える影響を示す図。The figure which shows the influence which received power and a correlation coefficient have on MIMO transmission capacity. 第一実施形態の第二実施例の状況を例示する図。The figure which illustrates the condition of the 2nd Example of 1st embodiment. 第二実施例について、到来方向に対する受信電力及び相関係数の変動の比較を示す図。The figure which shows the comparison of the fluctuation | variation of the reception power with respect to an arrival direction and a correlation coefficient about 2nd Example. 第一実施形態の第三実施例の状況を例示する図。The figure which illustrates the condition of the 3rd Example of 1st embodiment. 第三実施例について、到来方向に対する受信電力及び相関係数の変動の比較を示す図。The figure which shows the comparison of the fluctuation | variation of the reception power with respect to an arrival direction and a correlation coefficient about a 3rd Example. 第一実施形態の第四実施例の状況を例示する図。The figure which illustrates the condition of the 4th example of a first embodiment. 第四実施例について、方位角に対する受信電力及び相関係数の変動の比較を示す図。The figure which shows the comparison of the fluctuation | variation of the reception power with respect to an azimuth and a correlation coefficient about 4th Example. 第二実施形態のアンテナ測定システムの機能構成を例示する図。The figure which illustrates the function structure of the antenna measurement system of 2nd embodiment. 第二実施形態のアンテナ測定システムの機能構成を例示する図。The figure which illustrates the function structure of the antenna measurement system of 2nd embodiment. （ａ）は図１６をｚ軸方向から見た図、（ｂ）は図１６をｘ軸方向から見た図。(A) is the figure which looked at FIG. 16 from the z-axis direction, (b) is the figure which looked at FIG. 16 from the x-axis direction. 第三実施形態のアンテナ測定システムの機能構成を例示する図。The figure which illustrates the function structure of the antenna measurement system of 3rd embodiment. 従来技術による放射指向性測定を説明するための図。The figure for demonstrating the radiation directivity measurement by a prior art. 従来技術によるアンテナ測定装置の機能構成を例示する図。The figure which illustrates the function structure of the antenna measuring device by a prior art. 従来技術によるアンテナ測定装置の機能構成を例示する図。The figure which illustrates the function structure of the antenna measuring device by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１被測定機器
２回転台
３測定用アンテナ
４振幅位相制御装置
５切替装置
６擬似基地局装置
６１適応変調部
７サーバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Device to be measured 2 Turntable 3 Antenna for measurement 4 Amplitude / phase control device 5 Switching device 6 Pseudo base station device 61 Adaptive modulation unit 7 Server

Claims

被測定機器と、
上記被測定機器を中心とする円周上に位置し４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを含む複数の測定用アンテナと、
上記測定用アンテナから同時に用いる２以上の測定用アンテナを選択する切替装置と、
各上記選択された測定用アンテナに互いに無相関な信号を上記切替装置を介して出力する振幅位相制御装置と、
を含むアンテナ測定システム。 The device under test,
A plurality of measurement antennas including a pair of measurement antennas located on a circumference centering on the device under measurement and having a central angle of 45 ° or less;
A switching device for selecting two or more measurement antennas to be used simultaneously from the measurement antennas;
An amplitude and phase control device that outputs a signal uncorrelated to each of the selected measurement antennas via the switching device;
Including antenna measurement system.

請求項１に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記被測定機器を回転させる回転台を更に含む、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 1,
It further includes a turntable for rotating the device under measurement.
An antenna measurement system.

請求項１又は２に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記複数の測定用アンテナは、上記被測定機器を中心とする円周上に位置し互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が４５°以下である少なくとも３個の測定用アンテナである、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 1 or 2,
The plurality of measurement antennas are at least three measurement antennas having a central angle of 45 ° or less formed by measurement antennas positioned on a circumference centered on the device under measurement and adjacent to each other.
An antenna measurement system.

請求項１又は２に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記複数の測定用アンテナは、上記被測定機器を中心とする円周上に位置し４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを少なくとも２個含む、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 1 or 2,
The plurality of measurement antennas include at least two pairs of measurement antennas located on a circumference centered on the device under measurement and having a central angle of 45 ° or less.
An antenna measurement system.

請求項１又は２に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記複数の測定用アンテナは、互いに隣接する測定用アンテナがなす中心角が等しい少なくとも８個の測定用アンテナである、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 1 or 2,
The plurality of measurement antennas are at least eight measurement antennas having equal central angles formed by adjacent measurement antennas,
An antenna measurement system.

請求項１又は２に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記複数の測定用アンテナは、上記被測定機器を中心とする球面上に位置し、垂直方向において異なる２つの位置に配置されている、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 1 or 2,
The plurality of measurement antennas are located on a spherical surface centered on the device under measurement, and are arranged at two different positions in the vertical direction.
An antenna measurement system.

請求項１又は２に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記複数の測定用アンテナは、上記被測定機器を中心とする球面上に位置し、その球面上に、上記測定用アンテナのペアを構成するそれぞれの測定用アンテナと４５°以下の中心角をなす測定用アンテナを更に含む、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 1 or 2,
The plurality of measurement antennas are located on a spherical surface centered on the device under measurement, and form a central angle of 45 ° or less with each of the measurement antennas constituting the measurement antenna pair on the spherical surface. Further including a measurement antenna,
An antenna measurement system.

請求項１から７の何れかに記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記信号は、レイリー変動することを特徴とする、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to any one of claims 1 to 7,
The signal is characterized by Rayleigh fluctuation.
An antenna measurement system.

請求項１から８の何れかに記載のアンテナ測定システムにおいて、
各上記測定用アンテナは、垂直偏波を放射する素子及び水平偏波を放射する素子を含む、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to any one of claims 1 to 8,
Each of the measurement antennas includes an element that radiates vertical polarization and an element that radiates horizontal polarization.
An antenna measurement system.

請求項１から９の何れかに記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記被測定機器と通信可能な擬似基地局装置を更に含み、
上記被測定機器は、受信信号の品質を表す情報である受信信号品質情報を生成する受信信号品質情報生成部を含み、その上り回線を介して、上記受信信号品質情報を上記擬似基地局装置に送る、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to any one of claims 1 to 9,
A pseudo base station device capable of communicating with the device under measurement;
The device under test includes a reception signal quality information generation unit that generates reception signal quality information that is information indicating the quality of the reception signal, and the reception signal quality information is transmitted to the pseudo base station apparatus via the uplink. send,
An antenna measurement system.

請求項１０に記載のアンテナ測定システムにおいて、
上記擬似基地局は、伝搬環境に応じて最適な変調方式を選択する適応変調手段を更に含む、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 The antenna measurement system according to claim 10.
The pseudo base station further includes adaptive modulation means for selecting an optimal modulation scheme according to a propagation environment,
An antenna measurement system.

被測定機器を中心とする円周上に位置し４５°以下の中心角をなす測定用アンテナのペアを含む複数の測定用アンテナから同時に用いる２以上の測定用アンテナを選択する切替ステップと、
各上記選択された測定用アンテナに互いに無相関な信号を上記切替装置を介して出力する振幅位相制御ステップと、
を含むアンテナ測定方法。 A switching step of selecting two or more measurement antennas to be used simultaneously from a plurality of measurement antennas including a pair of measurement antennas located on a circumference centering on the device under measurement and having a central angle of 45 ° or less;
An amplitude phase control step for outputting a signal uncorrelated to each of the selected measurement antennas via the switching device;
An antenna measurement method including: